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국문 초록 (Abstract)

고분자 막 전해질 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 환경 친화적이고 낮은 작동 온도를 가지고 있어 차세대 차량 동력으로서 주목되고 있지만 상용화를 저해하는 여러 문제점이 있다. ...

고분자 막 전해질 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 환경 친화적이고 낮은 작동 온도를 가지고 있어 차세대 차량 동력으로서 주목되고 있지만 상용화를 저해하는 여러 문제점이 있다. 그 중 내구성 문제는 PEMFC의 기술 개발을 위해 해결되어야 하는 주요 이슈 중 하나이다. 차량용 연료전지는 부하 변동폭이 크고 시동 정지가 잦은 특성을 가지고 있기 때문에 운전 환경을 고려한 부하 변동이 반영되어야 하지만, 차량의 부하 특성을 반영한 스택 실험에 대한 연구는 아직 많지 않다. 본 연구에서는 유럽 연합 JRC 보고서에 기초하여 도심 주행과 고속도로 주행을 조합한 New European Driving Cycle(이하 NEDC)을 기반으로 900사이클 동안의 내구성 실험을 수행하여, 같은 시간 동안의 정전류 내구성 저하와 비교하였다. 0, 300, 600, 900사이클에서 분극화 곡선을 획득하여, 0사이클의 전압을 기준으로 한 전압강하율을 부하별로 분석하였다. NEDC 사이클에서의 전압 강하율은 정전류 실험에서의 전압 강하율에 비해 모든 전류밀도에서 훨씬 높은 것으로 나타났으며, 결론적으로 실차 조건에서의 내구성 저하는 정전류에서보다 잦은 부하 변동의 NEDC 사이클에서 더 큰 영향을 받는 것을 알 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), which is eco-friendly and operated at low temperature, is known as a power source of the next generation; however, there are some problems obstructing its commercialization. The durability of PEMFC is one of the main issues in the development of fuel cell vehicles (FCVs). Because vehicle load changes repeatedly, the start-stop cycle is frequent; thus, the load cycle of a vehicle must be considered in the durability research of vehicle fuel cells. However, research on the stack experiment considering vehicle load changes are, at present, insufficient. In this study, the stack experiment was conducted for about 900 cycles with the New European Driving Cycle (NEDC) protocol, which connects the urban driving cycle (UDC) and the extra urban driving cycle (EUDC) based on the JRC report in EU. Additionally, it is also compared with the constant current experiment conducted during the same time. Polarization curves were obtained after 0, 300, 600, and 900 cycles, and the voltage degradation rate is analyzed by comparing with the 0-cycle curve. The voltage degradation rate of NEDC cycle is higher than constant current experiment for all current densities. In conclusion, the durability degradation under actual driving conditions is more influenced by the NEDC cycle that loads changes frequently than by constant current.

목차 (Table of Contents)

초록
Abstract
1. 서론
2. NEDC 프로토콜
3. 내구성 실험장치 및 방법

초록
Abstract
1. 서론
2. NEDC 프로토콜
3. 내구성 실험장치 및 방법
4. 결과 및 토의
5. 결론
참고문헌 (References)

참고문헌 (Reference)

1 한재영, "차량용 연료전지 냉각시스템 제어 알고리즘 특성 연구" 대한기계학회 40 (40): 39-45, 2016

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5 Barbosa, R., "Multiscale Relationship of Electronic and Ionic Conduction Efficiency in a PEMFC Catalyst Layer" 41 : 19399-19407, 2016

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